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基于可靠性评估的储能参与高比例风电并网优化运行研究

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摘要

第一章绪论

1.1研究背景与意义

1.2国内外研究现状

1.2.1高比例风电接入电力系统的可靠性研究现状

1.2.2计及储能的高比例风电接入电力系统可靠性研究现状

1.2.3基于系统可靠性评估的机组组合优化研究现状

1.3主要研究内容

第二章考虑风电渗透率的电力系统可靠性分析

2.1引言

2.1.1电力系统的可靠性指标

2.1.2电力系统可靠性评估的基本方法

2.1.3含风电场的电力系统可靠性评估问题

2.2风电出力特性分析

2.2.1风电出力波动性分析

2.2.2风电出力随机性分析

2.2.3风电出力季节变化特性分析

2.2.4风电出力日变化特性分析

2.3可靠性评估流程

2.4算例分析

2.4.1风电场接入对系统可靠性的影响

2.4.2风电渗透率对系统可靠性的影响

2.5本章小结

第三章储能提升高比例风电接入电力系统可靠性分析

3.1引言

3.2储能类型

3.2.1机械储能

3.2.2电化学储能

3.2.3电磁储能

3.3储能技术的基本特性

3.4储能参与高比例风电接入电力系统的可靠性评估

3.4.1储能参与高比例风电接入电力系统的可靠性评估模型

3.4.2储能参与高比例风电接入电力系统的可靠性评估流程

3.5算例分析

3.5.1季节时间尺度下储能最大容量对系统可靠性的影响

3.5.2季节时间尺度下储能最大充放电功率对系统可靠性的影响

3.5.3典型日时间尺度下储能最大容量对系统可靠性的影响

3.5.4典型日时间尺度下储能最大充放电功率对系统可靠性的影响

3.6本章小结

第四章计及失负荷概率的风储系统机组组合优化

4.1引言

4.2计及失负荷概率的风储系统机组组合优化模型

4.2.1目标函数

4.2.2约束条件

4.3算例分析

4.3.1储能参与高比例风电接入电力系统运行前的机组组合结果

4.3.2储能参与高比例风电接入电力系统运行后的机组组合结果

4.3.3计及失负荷概率约束的风储系统运行机组组合结果

4.4本章小结

第五章总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

致谢

附录

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摘要

近年来电力需求稳步增长,风力资源在电力系统中的渗透日益增强,风电的随机性给电力系统规划和调度运行计划的制定带来很多负面影响,合理地利用储能提升系统可靠性成为必要手段。而电力系统可靠性与机组启停计划具有着紧密联系。如何恰当考虑风电随机性、充分发挥储能作用,用以制定合理的机组启停计划,对于提高风电消纳和系统经济可靠运行的意义不容小觑。 首先,选取我国南方地区某省典型地区的实测数据,基于大数据挖掘与不确定理论全面提取了该地区风电功率在年、季、日不同时间尺度下的变化特征,基于此,通过蒙特卡洛法与等效电量函数法相结合获得电力系统的可靠性指标,并给出含高渗透率风电的电力系统可靠性的评估步骤,从而分别以季节和季节典型日为时间尺度研究风电接入前后以及不同风电渗透率接入电力系统背景下的系统可靠性。 其次,了解几种使用较为广泛的储能类型,并确定储能可靠性评价模型。主要考虑储能的存储容量与充放电效率两个基本特性提升系统可靠性的程度,计算以季节和季节典型日为时间尺度的各个场景下电力系统可靠性指标,从而说明储能对于含高比例风电电力系统可靠性的积极影响。 最后,基于第三章所的结果,建立计及失负荷概率的风储系统机组组合的优化模型,从而制定合理的机组启停计划。该模型以系统总的发电成本作为目标函数,在考虑了计及储能相关约束等一系列传统约束条件之余,特别将失负荷概率约束引入其中。并且分为三个不同的场景进行机组组合优化仿真分析,给出了不同启停计划下的系统发电总成本。仿真结果表明高比例风电接入的电力系统在储能的积极作用之下,处于一个经济性与可靠性俱为更优的运行环境。 本论文针对高比例风电接入给电力系统的可靠运行造成的威胁,提出合理地利用储能提升系统可靠性的方法。研究考虑系统可靠性的风储系统机组组合优化运行,制定出合理的机组发电与启停计划,对于研究含大规模风电的电力系统可靠经济运行和规划等具有一定的参考价值。

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